從黑暗到光明:你知道顏色是如何在三維空間中呈現的嗎?

顏色的呈現不僅僅是眼睛所看到的,它蔓延到數學、物理及視覺感知的多個領域。顏色科學通過不同的顏色模型試圖解釋這些現象,這些顏色模型表明顏色是如何以數字元組形式在三維空間中表現的。這種模型除了數學表示,還能應用於藝術和設計中,使我們更加理解顏色的本質。

顏色模型是描述顏色如何以數字元組表示的抽象數學模型,通常由三個或四個值組成。

三刺激顏色空間

在三刺激顏色空間中,我們能想像這個空間為一個三維歐幾里德空間,其x、y及z軸分別對應於紅色、綠色和藍色光感受器的刺激。這個空間的原點代表黑色,而白色則根據光源的色溫或白平衡進行定義。人眼的顏色感知呈現出一種馬蹄形的圓錐,從原點向外延伸,有朝向無限擴展的趨勢。

人類的刺激三維顏色空間使顏色的加法混合對應於這個空間中向量的相加。

CIE XYZ顏色空間

在1931年,國際照明委員會創建了CIE XYZ顏色空間,這是最早的數學定義顏色空間之一。此模型針對人類觀察者在特定視覺範圍內的顏色感知進行了測試,並採用主觀性的亮度功能來描述各色光源的感知。

加法與減法顏色模型

RYB顏色模型

RYB是一種常用於藝術及設計中的減法顏色模型,其主要顏色分別為紅色、黃色與藍色,特別適應於油畫和顏料的應用。這一模型與另一種顏色模型——RGB相比,後者是一種基於光的加法混合模型,這在電視和顯示器中經常被使用。

RGB顏色模型

RGB顏色模型利用紅、綠、藍三原色通過加法混合來實現色彩的呈現。不同的設備可能會對相同的RGB值給予不同的顏色產出,這突顯了色彩管理的重要性。

CMY與CMYK顏色模型

CMY模型基於青色、洋紅色與黃色的減法混合原則,而CMYK則是加入黑色以提高暗色的再現能力。這些模型主要用於印刷行業,能夠呈現出更廣泛的顏色範圍。

圓柱坐標顏色模型

圓柱坐標顏色模型(如HSL與HSV)通過圓柱形狀來呈現顏色,讓使用者能夠更輕鬆地理解顏色的組合和變化。這些模型受到顏色感知的影響,使得對顏色的操作變得更加直觀。

HSL和HSV模型的設計考慮了更傳統且直觀的顏色混合方式,使顏色操作更為方便。

其它顏色系統的類型

如美國的Munsell顏色系統,這一系統依據色相、飽和度與價值來分類顏色,具有較高的應用價值。

顏色視覺的機制模型

顏色模型也可以指顏色視覺的機制模型,幫助解釋顏色信號如何從視網膜中的視錐細胞傳遞至神經細胞,這對於理解顏色的感知過程至關重要。

顏色的代表性及感知涵蓋了多個科學領域,從物理到視覺心理學,至今我們對於顏色的理解仍在不斷演進。你是否曾經想過,顏色如何在不同環境與情境中影響我們的情緒和思維方式呢?

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